[發明專利]一種電導增量與線性外推組合的最大功率點追蹤方法

有效

• 申請號: 202011308210.9
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112380717B
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發明（設計）人: 曹迪;黃霆豪;謝敏杰;雷艷靜;李偉
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F113/06
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 楊天嬌

本發明公開了一種電導增量與線性外推組合的最大功率點追蹤方法，首先利用線性外推或電導增量法求得理論上存在的局部最大功率點。然后利用線性外推或反向電導增量法求得局部最小功率點。接著再利用線性外推或電導增量法求得實際存在的局部最大功率點。其中，對基于電導增量法的最大功率點判斷與控制規則的利用貫穿算法始終。

技術領域

本申請屬于混合微能源采集功率管理技術領域，具體涉及一種電導增量與線性外推組合的最大功率點追蹤方法。

背景技術

微型能源采集技術是將環境中存在的不同形式的能源(如光、熱、磁場能量)轉化為電能供設備使用。單一微型能源采集功率低且容易受環境變化影響，混合能源采集技術的提出提高了整體采集功率，但由于環境能源特性各不相同，混合后存在采集轉換效率低的問題。研究發現功率-電壓特性曲線在不同環境下可能存在多個功率峰值的情況，因此傳統針對單一能源的最大功率點搜索方法不再適用。例如傳統的擾動觀察、電導增量等算法以及許多基于開路電壓比值的改進現有方法與策略均無法針對混合微能源采集系統進行最大功率點追蹤。

發明內容

本申請的目的在于提供一種電導增量與線性外推組合的最大功率點追蹤方法，能夠在出現多個功率峰值的情況下快速搜索全局最大功率峰值。

為實現上述目的，本申請所采取的技術方案為：

一種電導增量與線性外推組合的最大功率點追蹤方法，用于混合微能源采集系統的最大功率點追蹤，所述電導增量與線性外推組合的最大功率點追蹤方法，包括：

步驟1、獲取所述混合微能源采集系統的輸出電流、工作電壓，得到混合微能源采集系統的電流-電壓特性曲線、功率-電壓特性曲線；

步驟2、初始化當前工作點A：初始化工作點A的占空比d(t)，輸出電流i_PV＝i(t)，工作電壓v_PV＝v(t)，t＝0，t表示迭代次數；

步驟3、判斷當前環境下的工作點A是否為全局最大功率點，過程如下：

步驟3.1：根據電流-電壓特性曲線計算混合微能源采集系統中電導、電流關于電壓求導的絕對值分別為：

式中，g_DC表示電導，di_PV為輸出電流的微分，dv_PV為工作電壓的微分，g_ac為電流關于電壓求導的絕對值；

步驟3.2：在混合微能源采集系統的電流-電壓特性曲線中，基于電導增量法的最大功率點判斷規則如下：

步驟3.3：定義Δg＝g_DC-g_ac，設定閾值系數ε，計算得到工作點A處的Δg記為Δg_A，當Δg_A≤ε時，根據公式(3)所示基于電導增量法的最大功率點判斷規則，得到全局最大功率點的工作電壓V_GMPP＝v(0)，并返回步驟1；當Δg_A＞ε時，根據公式(3)所示基于電導增量法的最大功率點判斷規則，得到V_GMPP≠v(0)，則進入步驟4；

步驟4、基于線性外推法，判斷工作點A所在的電流-電壓特性曲線是否滿足線性函數表達式，若工作點A所在的電流-電壓特性曲線滿足線性函數表達式，則進入步驟5；否則進行步驟6；

步驟5、利用線性函數表達式求得局部最大功率點的功率

步驟6、利用電導增量法求得局部最大功率點的功率

步驟7：記錄最大功率點的功率